智能控制在火電廠自動(dòng)控制中的運(yùn)用研究

劉劍

[摘? ? 要]? 隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能化逐漸深入到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。為了減輕安全隱患，火電廠便在操作中加入了智能管控系統(tǒng)。本文對(duì)火電廠自動(dòng)化中的智能控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，了解其自動(dòng)化控制方式，并對(duì)智能控制在火電廠自動(dòng)控制中的運(yùn)用策略進(jìn)行闡述。

[關(guān)鍵詞]智能控制;火電廠;自動(dòng)控制;運(yùn)用研究

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）12–000–03

[Abstract]With the progress of science and technology in China， intelligence has gradually penetrated into all fields of production and life. In order to reduce the hidden danger of safety， the thermal power plant has added intelligent control system to its operation. This paper studies the intelligent control system in thermal power plant automation， understands its automatic control mode， and expounds the application strategy of intelligent control in thermal power plant automatic control.

[Keywords]intelligent control; thermal power plant; automatic control; applied research

智能控制技術(shù)在當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)中較為常見，它是一種依托于自動(dòng)控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)研發(fā)出的新興技術(shù)學(xué)科。在工業(yè)生產(chǎn)中，通過對(duì)其的使用，能夠有效破解復(fù)雜系統(tǒng)控制問題，簡(jiǎn)化繁瑣控制流程，從而解放雙手，減輕人力參與。早在20世紀(jì)60年代，國(guó)外的學(xué)者就提出了智能控制概念，在那之后，這一理念就被融入到科研之中。現(xiàn)今我國(guó)火電廠采用的控制系統(tǒng)還是傳統(tǒng)的PID控制算法。這一算法的波動(dòng)較大，控制性能也不穩(wěn)定。所以對(duì)火電廠的自動(dòng)控制智能化進(jìn)行研究意義重大。

1 智能控制的主要特點(diǎn)

1.1 不受控制模型的禁錮

通過比較發(fā)現(xiàn)，在以往的火電廠自動(dòng)控制中，一般需要借助控制模型的推動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)控制效果。因此，控制系統(tǒng)運(yùn)行必須要有這一控制模型的支撐。如果控制模型發(fā)生了變化，控制的效果也會(huì)因此發(fā)生改變。所以往常的火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)是離不開模型框架的，只有具備模型框架的約束才可以實(shí)現(xiàn)控制的穩(wěn)固。而智能化的控制系統(tǒng)則具有自我性。它自身系統(tǒng)的管控范圍廣泛，所以不在控制框架的約束內(nèi)。智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)在火電廠中的使用，徹底打破了需要借助控制模型的約束性原則。在脫離了控制模型的框架之后，智能化自動(dòng)控制仍可以進(jìn)行精確數(shù)據(jù)的梳理計(jì)算，并對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的行為。

1.2 無人操控

由上所述，智能化技術(shù)是依托于人工智能以及自動(dòng)化技術(shù)等基礎(chǔ)性的技術(shù)演變得來的。所以它自身具備人工智能以及自動(dòng)化技術(shù)解放勞動(dòng)力的特點(diǎn)?；痣姀S通過對(duì)智能化技術(shù)的運(yùn)用，可以有效地觀察到人力使用情況有所減緩，不再像以往一樣需要大量人力資源的堆積。而且工作效率也有目共睹，花費(fèi)時(shí)效短，且運(yùn)行速度快，對(duì)于給予的命令指示，能夠快速地做出相應(yīng)的反應(yīng)。智能化控制系統(tǒng)還具備自我勘察能力，能夠?qū)ψ约哼\(yùn)行工作中的參與系統(tǒng)進(jìn)行全方位的管控。它能夠運(yùn)用自身所帶有的信息技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行全貌統(tǒng)籌進(jìn)行了解。在出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，就可以及時(shí)地分析當(dāng)下運(yùn)行情況，然后結(jié)合運(yùn)行情況制定出相應(yīng)的改進(jìn)方案，從而更好地契合統(tǒng)運(yùn)行的需求。推動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。除此之外，智能化技術(shù)還具備較強(qiáng)的管控能力，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行全方位掃描，在遇到故障時(shí)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并且報(bào)警，使問題能夠得到及時(shí)的解決。還能有效屏蔽外界的侵?jǐn)_，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)出現(xiàn)了數(shù)值偏離預(yù)定值的情況，它還可以迅速地進(jìn)行參數(shù)設(shè)定值的調(diào)整，大大減少人工帶來的誤差，有效地增進(jìn)了火電廠的生產(chǎn)水平。

2 智能控制分類

2.1 專家控制

專家系統(tǒng)具有超強(qiáng)的專業(yè)性。它可以對(duì)自己掌握的系統(tǒng)流程進(jìn)行統(tǒng)籌的分類，分類依據(jù)主要為構(gòu)成系統(tǒng)在整體系統(tǒng)中的操作復(fù)雜性與繁瑣度。對(duì)于專家系統(tǒng)，一般可以分為專家式控制器以及專家控制系統(tǒng)兩方面。雖然都是處理數(shù)據(jù)的好手，但是處理對(duì)象卻各不相同。對(duì)于專家控制器方面，其性能較小，主要用作小型數(shù)據(jù)庫(kù)的處理和推導(dǎo)方面。其中，最為常見就是工業(yè)化所用的專家式控制器。這一控制器處理方位較小，主要是強(qiáng)調(diào)對(duì)于數(shù)據(jù)邏輯性以及時(shí)效性方面的推導(dǎo)。而專家控制系統(tǒng)的作用力則更強(qiáng)，它的適用范圍也更加廣闊。主要用作于處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)以及邏輯推理上，它自身具有比較完備的系統(tǒng)構(gòu)建，以及對(duì)信息的處理能力，所以能夠應(yīng)對(duì)各種錯(cuò)綜復(fù)雜的數(shù)據(jù)理論推導(dǎo)。

2.2 模糊控制

智能控制中的模糊控制掌控范圍更為巨大。它可以對(duì)系統(tǒng)無法進(jìn)行建模的目標(biāo)進(jìn)行管控。它主要是建立在模糊推理上以及對(duì)系統(tǒng)模擬思考的這兩項(xiàng)基礎(chǔ)之上，善于處理不確定的因素。模糊數(shù)學(xué)、模糊推理和模糊言語表達(dá)三種模式共同構(gòu)成了智能控制中的模糊控制。在信息技術(shù)的幫扶之下，它能夠有效借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制系統(tǒng)中的反核閉合進(jìn)行監(jiān)管。模糊控制的使用與系統(tǒng)設(shè)置人員以及本身所獨(dú)有的控制能力息息相關(guān)。就算沒有很好的數(shù)學(xué)建模，模糊控制也能發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行良好管控約束。并且模糊控制有很好的應(yīng)變能力，可以隨時(shí)地應(yīng)對(duì)一些容易變化或者非線性的不確定控制因素，從而達(dá)到控制的平穩(wěn)。在這一模糊控制中，主要使用的是純語言變量，與專家系統(tǒng)相互契合，所以非常容易構(gòu)建專家系統(tǒng)。

2.3 復(fù)合智能控制

復(fù)合系統(tǒng)具有很強(qiáng)的包容性和累加性。對(duì)于不同的智能控制系統(tǒng)，會(huì)具備不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。雖然具備不同的運(yùn)用特點(diǎn)，但是自身的優(yōu)缺性也是真實(shí)存在不可避免的。而對(duì)于復(fù)合智能系統(tǒng)而言，便是將智能系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行累加，對(duì)各種不同種類控制系統(tǒng)綜合性得應(yīng)用。在使用過程中，它不僅能夠表現(xiàn)各個(gè)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，還可以進(jìn)行預(yù)防，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的綜合性使用。目前構(gòu)成復(fù)合型系統(tǒng)的主要有模糊專家控制、系統(tǒng)模糊滑?？刂葡到y(tǒng)以及神經(jīng)模糊控制系統(tǒng)。而在這三個(gè)控制組合中，滑?？刂葡到y(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就是不會(huì)受到系統(tǒng)中不確定因素的影響，穩(wěn)定性較佳。但是它的缺點(diǎn)在于，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)沒有建模的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)時(shí)，就會(huì)經(jīng)常受到干擾。為此，復(fù)合型模式則在使用時(shí)，將它與抖振綜合膜系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合。復(fù)合模式將這兩者的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有效地融入，從而有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制對(duì)象的轉(zhuǎn)換，更好地控制系統(tǒng)，并且兩者結(jié)合具有較大的發(fā)展前景。

2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

人類的大腦是錯(cuò)綜復(fù)雜的，具有很多的神經(jīng)元。而根據(jù)人類大腦的特性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要就是依據(jù)人類大腦的特性，對(duì)人類大腦的神經(jīng)元進(jìn)行一系列的模擬，從而通過神經(jīng)元權(quán)值的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有信息的連接。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有包羅萬象的特性。它可以有效地進(jìn)行雙重事物的處理，且不懼怕錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。它處理系統(tǒng)成效出整個(gè)過程具有非線性的特點(diǎn)，從理論角度上來說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種非線性圖像的收集管控。它還可以對(duì)一些并行能力和并行結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙重管控，具有較強(qiáng)的處理事物能力，能夠有效減少時(shí)間投入，提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1 對(duì)中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的控制

磨負(fù)荷信號(hào)較難測(cè)量、數(shù)學(xué)建型復(fù)雜以及被控參數(shù)耦合，是中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)主要的問題所在，此時(shí)就可以利用模語言規(guī)則克服其遲與非線性的問題，具體內(nèi)容包括：將操作人員的經(jīng)驗(yàn)以數(shù)據(jù)的形式存入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行計(jì)算，然后通過預(yù)測(cè)和分級(jí)兩種模糊控制方法進(jìn)行控制。

3.2 對(duì)火電廠給水加藥的控制

在火電廠的生產(chǎn)方面，由于需要燃燒熱能，從而達(dá)到生電的效果，所以為了確保生產(chǎn)過程中機(jī)械的安全性，就需要在發(fā)電過程中，對(duì)器械中的水進(jìn)行加水加藥的工序。加水加藥的工作主要涉及的便是水或者化學(xué)物質(zhì)氨與聯(lián)胺的融入。加水便是在生產(chǎn)過程中在器械中加入水，與高凝結(jié)水進(jìn)行融合，補(bǔ)給堿性，從而達(dá)到酸堿中和，削減水中的酸性。避免酸性過高，腐蝕生產(chǎn)設(shè)備，保證水中酸堿度的平和。而加藥主要就是通過加入化學(xué)試劑的聯(lián)胺，從而對(duì)水中的氧氣與二氧化碳的含量進(jìn)行控制，避免產(chǎn)生的二氧化碳過多，造成生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)污垢或者腐蝕性物體的凝結(jié)，從而影響最終生產(chǎn)效果。而在給水加藥的環(huán)節(jié)，如果是人工進(jìn)行的話，就會(huì)具有危險(xiǎn)性。所以在加水加藥自動(dòng)化控制中加入智能化控制，就可以有效解決這些弊端。在給水加藥系統(tǒng)中融入模桐控制系統(tǒng)后，通過計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，就能夠?qū)＜蚁到y(tǒng)發(fā)優(yōu)秀處理方式進(jìn)行融匯，從而提升給水加藥這一環(huán)節(jié)系統(tǒng)處理的質(zhì)量。在變頻器輸出率的控制中加入模型控制，設(shè)計(jì)相關(guān)的控制模板，就能夠?qū)铀幈脵C(jī)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行相應(yīng)的控制，避免加入過多或過少的藥劑，引起不良的生產(chǎn)后果。為此，在這一環(huán)節(jié)加入智能化系統(tǒng)設(shè)置，有效地提升了給水加藥工作環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)度。

3.3 對(duì)鍋爐燃燒過程的控制

鍋爐燃燒具有一定的危險(xiǎn)性，如果燒鍋爐中的水耗干，就容易出現(xiàn)爆炸、斷裂的情況，影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行。為此，就需要在這一部分進(jìn)行嚴(yán)密的管控。在鍋爐燃燒階段，容易受到煤炭種類、煤炭自身質(zhì)量以及鍋爐溫度風(fēng)向變量等多種因素的干擾，從而使得它的燃燒值以及燃燒的效率很難進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)估。為此，將專家控制系統(tǒng)在這一階段進(jìn)行融入，就能夠有效地對(duì)鍋爐情況進(jìn)行全方位的控制。能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、傳輸問題。然后進(jìn)行多次的實(shí)際信息收集，經(jīng)過嚴(yán)密的判斷、分析和推理之后，建立完備的控制系統(tǒng)，從而應(yīng)對(duì)各種險(xiǎn)情?？刂葡到y(tǒng)功效包含針對(duì)緊急事故的處理、送風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、工況系統(tǒng)的判斷執(zhí)行、系統(tǒng)的診斷以及媒介方式的收集等。功能完備，能夠?qū)﹀仩t燃燒過程加以保障。

3.4 對(duì)單元機(jī)組負(fù)荷的控制

單元性的機(jī)組負(fù)荷控制較為困難，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈σ粋€(gè)統(tǒng)籌的管理模式，個(gè)體比較分化，這些單元性的機(jī)組具有非線性和不確定性的特點(diǎn)。并且個(gè)體容易受到外界的侵?jǐn)_，所以不確定因素有很多，不能及時(shí)進(jìn)行分辨，很難進(jìn)行掌控管理。對(duì)此，可以在單元機(jī)組負(fù)荷控制方面設(shè)立出具有強(qiáng)烈適應(yīng)性的單元模擬復(fù)合控制系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)各種難題?？梢栽O(shè)計(jì)出速立在機(jī)跟爐寫爐跟機(jī)上的具有白適應(yīng)性的兩種神經(jīng)元模擬負(fù)荷控制系統(tǒng)。經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，具有智能化控制的單元機(jī)組負(fù)荷控制，能夠應(yīng)對(duì)各類問題，并且有助于功效的提升，且實(shí)際應(yīng)用效果、自適應(yīng)性及控制性都展現(xiàn)的十分理想。

3.5 對(duì)過熱汽溫的控制

在鍋爐運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部溫度過高的情況，增加了整個(gè)運(yùn)行過程的危險(xiǎn)性。為此，經(jīng)常用改變水溫的方式，來緩解鍋爐內(nèi)部溫度過高這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，實(shí)施對(duì)鍋爐過熱汽溫控制。但是這一常用方法，弊端也較為明顯。時(shí)滯性以及動(dòng)態(tài)特性隨便化，便是這一系統(tǒng)中最為顯著的問題?，F(xiàn)今，隨著智控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)智能技術(shù)的使用也日益完備。人們發(fā)現(xiàn)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)引入到過熱汽溫系統(tǒng)中來，就可以有效推動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行，并且能夠有效的知曉這一系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并且對(duì)系統(tǒng)的控制質(zhì)量及適應(yīng)性方面，都具有明顯的提升。

4 結(jié)語

近年來，隨著國(guó)家對(duì)科學(xué)技術(shù)的重視力度的增強(qiáng)，對(duì)智能管控技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展投入力度也越發(fā)強(qiáng)勁，并且在智能管控技術(shù)上取得了較大的成功，在很多領(lǐng)域都進(jìn)行了廣泛的推廣應(yīng)用，收獲了無數(shù)的好評(píng)。通過分析，發(fā)現(xiàn)在火電廠的自動(dòng)化控制中，智能化控制系統(tǒng)的加入，極大地推動(dòng)了火電廠原系統(tǒng)中各項(xiàng)問題的處理進(jìn)程。有助于提升自動(dòng)化控制的質(zhì)量，有效的促進(jìn)了火電廠的發(fā)展。為此相關(guān)技術(shù)部門應(yīng)竭力在此方面進(jìn)行更深入的發(fā)明探討，為工業(yè)化的進(jìn)程推動(dòng)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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